[发明专利]一种催化反应精馏生产聚甲氧基二烷基醚的方法

说明书

本发明公开一种催化反应精馏生产聚甲氧基二烷基醚的方法，采用反应精馏的方法则可以有效的克服平衡转化率，利用精馏的作用可将产物不断的从系统中分离出去，促使平衡向生成物的方向移动，大幅度提高甲醛的平衡转化率，且反应和分离在同一设备中进行，可节省设备费用和操作费用。此方法可以有效缩短现有生产流程、提高原料转化率以及提高产品单程收率，节约成本，具有较高的经济价值及应用价值。

技术领域

本发明为化工应用领域，涉及一种生产聚甲氧基二烷基醚的方法，具体为一种催化反应精馏生产聚甲氧基二烷基醚的方法。

背景技术

聚甲氧基二烷基醚是一种无色或淡黄色、无刺激性气味的含氧燃料，具有十六烷值高、含氧量高、不含硫、不含芳烃的优点，其物理性质与柴油相近，调合到柴油中使用时，无需对车辆发动机的供油系统作任何改动，其与柴油的互溶性好，在柴油中添加10％-20％，可大幅度减少CO、未燃尽HC化合物，尤其是颗粒物PM的排放。

柴油车在高原地区运行时，由于大气压力低，氧气进量少，燃料燃烧不完全，导致其出现动力性下降显著、冒黑烟严重和使用寿命缩短等问题。目前国内外的相关研究主要集中在聚甲氧基二甲基醚方面，对更适合高原地区使用的聚甲氧基二烷基醚(封端基团依次为乙基、丙基、丁基、戊基)的合成研究极少，急需开展相关研究。

目前聚甲氧基二烷基醚的合成主要采用浆态床工艺或者固定床以及管道反应器工艺，但是，由于反应平衡的限制，上述工艺无法达到较高的原料甲醛转化率以及较高的单程收率，且由于产物中甲醛的剩余，造成后续分离工艺难度大，分离成本高。

发明内容

为解决上述问题，本发明具体技术方案如下：

一种催化反应精馏生产聚甲氧基二烷基醚的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将低碳醇和甲醛按混合进料由泵输送到催化反应精馏装置中，在固体酸催化剂催化作用下，控制反应段温度、回流比、塔顶温度、塔底温度进行反应，塔顶得到未反应的低碳醇、微量甲醛以及反应产生的水，经循环作为原料进行进一步反应,塔釜得到聚甲氧基二烷基醚产物；

(2)步骤(1)中塔顶组分中累积水含量达到10wt％及以上后，进入脱水装置后再循环作为原料。

所述低碳醇和甲醛的摩尔比为2:1～1:2，所述低碳醇和甲醛混合物料的液时体积空速为0.1h^-1～4h^-1；所述反应段的温度为90℃～160℃，反应段压力为0.05MPa～2MPa，回流比为1-10，塔顶温度为75-140℃，塔釜温度为110-240℃。

所述原料甲醛为质量浓度37％～85％的甲醛溶液或三聚甲醛。

所述原料低碳醇为乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-2-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2，2-二甲基-1-丙醇中的一种或几种的混合物。

所述的催化反应精馏装置具有内置或者外挂式反应器。

所述的催化反应精馏装置的理论塔板数为10-60块。

所述的固体酸催化剂为孔径大于50nm的强酸性阳离子交换树脂、分子筛类催化剂、固体超强酸催化剂或固载杂多酸催化剂中的一种或多种。